水质监测服务仪器设备投入计划

第一节拟配置的设施设备 1一、仪器设备配备 1二、交通工具配备 2第二节主要监测设备简介 3一、流量计 3二、COD在线监测仪器 9三、氨氮在线监测仪器 23第三节设备安装方案 29一、系统描述 29二、安装条件 29三、人员、设备、机具、材料 30四、施工步骤 30五、作业要点 30六、安全技术与环境保护 33第一节拟配置的设施设备一、仪器设备配备序号仪器设备名称规格/型号招标文件最低要求本项目配备数量备注12345678910111213141516...二、交通工具配备根据招标文件的有关要求及项目的实际情况，我公司配备了交通工具，详见下表。交通工具配备表序号车辆型号单位本项目配备数量要求备注第二节主要监测设备简介一、流量计（一）流量计分类在污染源安装流量计的目的是对镉污染源的排污流量进行实时监测。流量计种类众多，但污染源监测中主要采用以下几种：1.超声波流量计2.电磁流量计3.涡流式流量计4.涡街式流量计5.浮子式流量计6.超声波明渠流量计（二）超声波流量计测量原理超声波流量计（以下简称USF）是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量体积流量的仪表。封闭管道用USF按测量原理又可细分为：传播时间法；多普勒效应法；波术偏移法；相关法；噪音法。其中应用最多的是传播时间法和多普勒效应法。1.传播时间法声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间，利用传播速度之差与被测流体流速的关系求取流速，称为时间传播法。按测量具体参数不同，又可分为时差法、相位差法和频差法。2.多普勒效应法多普勒效应法USF是利用在静止点监测从移动源发射声波而产生多普勒频移现象的方法。优点：USF适用于大型圆形管道和矩型管道，且原理上不受管径限制、基本上与管径无关。对于大型管道带来方便，可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。多普勒USF可测量固相含量较多或含有气泡的液体。时间传播USF可测量非导电性液体，在无阻挠流量测量方面是对电磁流量计的一种补充。因其易于实行，与测试方法（如流速计的速度面积法，示踪法等）相结合，可解决一些特殊测量问题，如速度分布严重畸变测量，非圆截面管道测量等。缺点：传播时间法USF只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过一定范围的液体；反之多普勒法USF只能用于测量含有一定异相的液体。多普勒法USF多数情况下测量精度不高。国内现有生产品种不能用于管径小于DN25mm的管道。适用水质：传播时间法超声波流量计适用于江河、海水、农业用水、纯净燃油、润滑油、食用油、化学试剂、药液等悬浮物含量小于1%（包括泡沫）的水质；多普勒法超声波流量计适用于含杂质多的水（下水、污水、农业用水等）、浆类（泥浆、纸浆、化工料浆等）、非净燃油、重油、原油等浊度大于50~100mg/L的水质。（三）电磁流量计测量原理电磁流量计的测量原理是根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中做切割磁力线运动时，在导体的两端产生感应电势。当导电液体在管道中流动是，导电流体切割磁感线，通过产生的感应电流大小即可计算出液体流量。优点：测量通道是段光滑直管，不会阻塞，适用于测量含固体颗粒的液固二相流体，如纸浆、泥浆、污水等；不产生流量检测所造成的压力损失，节能效果好；所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响；流量范围大，口径范围宽；可应用腐蚀性流体。缺点：不能测量电导率很低的液体，如石油制品；不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体；不能用于较高温度。适用水质：电磁流量计应用水质广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆液和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。（四）涡轮式流量计涡轮流量计的工作原理是当被测流体流过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周期地改变起点转换器的磁阻值，检测线圈中磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应电势，即点脉冲信号，经过放大器放大后，送至显示仪表显示。涡轮流量计是属于速度式流量计中主要品种，它的结构由多叶片的转子（涡轮）感应流体平均流速，从而计量出流量或总流量的仪表。其结构由传感器和显示仪两部分组成，有分体式和一体式两种。优点：精度高，在所有流量计仪表中属于最精确的流量仪表；重复性好；无零点漂移，抗干扰性好；测量范围度宽；结构紧凑。缺点：不能长期保持校准特性；流体物性对流量特性影响较大。适用水体：广泛应用于以下一些测量对象：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。（五）涡街流量计涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。涡街流量计按频率检出方式可分为：应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。涡街流量计是属于最年轻的一类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。优点：涡街流量计无可动部件，测量元件结构简单，性能可靠，使用寿命长。涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1：10。涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。它造成的压力损失小。准确度较高，重复性为0.5％，且维护量小。缺点：涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的最终测量结果应是质量流量。质量流量必须通过流体密度进行换算，必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。造成流量测量误差的因素主要有：管道流速不均造成的测量误差；不能准确确定流体工况变化时的介质密度；将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除，涡街流量计的总测量误差会很大。抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。大管径影响更为明显。对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改变几何体尺寸，对测量精度造成极大影响。直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D，才能满足测量要求。耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。适用水质：流速均匀，成分稳定的水质。（六）浮子式流量计浮子流量计，又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。浮子流量计是应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。优点：结构简单，使用方便；适用于小管径和低流速；压力损失较低。缺点：耐压力低，有玻璃管易碎。适用水质：所有水质。（七）超声波明渠流量计与前述几种不同，明渠流量计是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作明渠流量计。明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。明渠流量计应用场所有城市供水引水渠；火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。明渠流量计的工作原理通常也是采用超声回波技术，通过测量流量槽（堰）液位高度，在京仪表内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量，能在较恶劣的环境中应用。优点：不用安装管道便可对流量进行监测，非常适用于污染源排污的在线监测。缺点：可测流体的温度范围受明渠换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，明渠流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m／s左右，被测流体流速（流量）变化带给声速的变化量最大也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1％，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现。

适用水质：200℃以下的任何水质。二、COD在线监测仪器（一）COD在线监测原理化学需氧量（COD），是指在一定条件下用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，是衡量和评价水体污染的一项重要指标，也是水质监测分析中最常测定的项目。因此，研究COD的测定方法对工业废水和生活污水的监测和防治具有重要意义。COD自动在线监测仪按技术原理分共有6种类型：重铬酸钾消解——氧化滴定法；重铬酸钾消解——库仑滴定法；重铬酸钾消解——光度测量法；UV（254nm）法；羟基自由基氧化——电化学测量法；臭氧氧化——电化学测量法。从目前国内各污染源的安装使用情况看，COD自动在线监测仪较多地采用重铬酸钾消解——光度测量法、重铬酸钾消解——电位滴定法。重铬酸钾法测定COD也是国家标准方法（GB11914-89）。该方法大致可分为两步操作，即第一部氧化消解，加入已知过量的强氧化剂重铬酸钾，然后高温回流；第二部是利用滴定或者光度测量原理测定消耗的重铬酸钾的量，从而计算出试样中COD的量。本文给出的前三种方法是针对重铬酸钾法仪器操作的第二步而分类的。其中氧化滴定法的原理与实验室重铬酸钾法测定COD的国标方法是一致的，在这里不再介绍；库伦滴定法是指利用电解产生的亚铁离子作为库仑滴定剂，对氧化后剩余的重铬酸钾进行库仑滴定，根据电生二价铁离子所需的电量按法拉第定律求得；分光光度法则是使消解完成的水样在一定波长下，用分光光度计测定三价铬的吸光度，通过吸光度与水样COD的线性关系进行定量分析测定。CODCr的测试受加入氧化剂的种类和浓度，反应溶液的酸度、反应温度和时间，以及催化剂的有无而获得不同的结果，它是一个条件性指标，对测试操作要求十分严格。重铬酸钾法受加入氧化剂的种类和浓度、溶液的酸度、反应温度和时间以及催化剂的影响很大。CODCr在线监测仪在实际应用中存在分析时间长、操作维护复杂以及消耗大量化学药品造成二次污染等问题。然而目前实验室测定COD仍然大多采用国标法，因为该方法测定结果准确、重现性高，适用于各类型的COD值大于30mg/L的水样，对未经稀释的水样检测限为700mg/L。针对重铬酸钾法消解时间长的问题，研究人员提出了密封消解法、开管消解法、微波消解法等改进措施。1.密封消解法密封消解法是将样品密封，在165℃下加热来进行样品消解，时长约为15~20min，消解时管内压力接近0.12Mpa。由于采用密闭的反应管消解试样，挥发性有机物不能逸出，测定结果更为准确。密封消解法测定废水中的COD具有简便、快速、节约试剂、省水、省电、省时、少占用实验室空间等优点，特别适合于环境监测系统进行污染源大面积调查及各厂矿企业的污染源申报中大批量水样的监测。密封消解法与标准回流法产生的废液量之比为1：10，减少了由于分析带来的二次污染，而且许多研究证明，密封消解法与回流法有着很好的相关性，准确度高。2.开管消解法开管消解法的测定原理与标准回流法相同，它是以重铬酸钾为氧化剂，将水样在开启的试管内加热12min以完成消解反映，控制消解反应温度为165℃。快速开管法是由沈杭等率先提出，该方法操作简单、省时，可同时消解十几甚至几十个水样，适用于大批量样品的测定，且用药量约为标准法的1/10，开管法消解比较安全，该方法的准确度及精密度均较好，高中低三种浓度的水样的测定值与标准法测定值基本一致。该方法测定下限为56mg/L，所以该方法在污水分析的实际工作中可代替标准法用于废水化学耗氧量的测定。3.微波消解法微波消解法的原理是在微波能量的作用下加快分子运动速度，从而缩短消解时间。微波消解法与标准回流法一样采用硫酸-重铬酸钾消解体系，水样经微波加热消解后，过量的重铬酸钾以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定，计算出COD的值。该方法的最大特点就是反应液的加热是采用频率为2450MHz的电磁波能量来进行的，在高频微波的作用下，反应液分子会产生摩擦运动。另外还可采用密封消解的方式，可以使消解罐压力迅速提高到203kPa，该方法反应时间短，并可实现对高氯水的测定。该法不仅快速，且取样体积小，试剂用量少，不需要冷却用水，能减轻银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染，该法对氯离子的干扰的抑制效果也优于标准方法。微波消解功率以中强火为宜，低的微波功率难以保证水样消解完全，而功率过高又会使测定值偏高，此时消解时间一般为5~6min，但易氧化有机污染物组成复杂的有机污染物所需的消解时间不同，不能简单地以标准物质（邻苯二甲酸氢钾或葡萄糖）作为确定微波消解时间的实验依据，应根据不同水质进行确定。三种消解方法比较见表1。消解方式比较表消解方式比较方式反应时间压力温度管路损坏现有产品开管消解长常压165℃一般较多密封消解短高压165℃快较多微波消解极短常压165℃一般较少UV法测定COD是基于水样COD值与水样在254nm处的UV吸收信号大小之间的良好的相关性的原理，用吸光度换算COD值的方法，可细分为单波型，多波形及扫描型三个大类。目前的紫外吸光度分析仪多采用双波长测量法，在254nm波长之外再在可见区设定一波长扣除背景值的影响，比如说以Xe灯(或低压汞灯)为光源，通过双光束仪器测定水样在254nm处的UV吸收信号和可见光(546nm)的吸收信号，将二者之差经线性化处理(Y=a+bX)后即可获得水样的COD值。然而对于不同的生活污水与工业废水，由于水体中有机物组分不同，最大吸收波长并非都在254nm处，它们的紫外全波段吸收光谱有显著差异，不同类型的废水分别存在特定的吸收峰值与谷底。扫描型UV测量仪就是根据这一问题而研发的，它的原理是这样的，扫描型UV仪以氘灯作为光源，利用平面光栅分光系统进行紫外全波段扫描，在测量前，首先进行空白标定(对纯净水进行扫描)，得到纯净水吸收后200～400nm的光强(即各波长的I0)。在测量时，对被测水样进行紫外全波段扫描，得到水样吸收后的光强(即各波长的I)，再根据朗伯-比尔定律计算出该水样在整个紫外波段的吸光度值.从中找出吸光度值较大的8个特征波长，并选取400nm的可见光为参比光，由此构成该水样紫外光谱的9个吸收特征波长。在实际测量前，通过对被测水样的大量实验，得到该水样紫外光谱中9个特征波长吸光度值与COD值的关系样本数据，运用BP神经网络建立9个特征吸光度值与水样COD值之间的数学模型。在实际测量时，将仪器扫描得到的9个特征波长的吸光度值输入到建立的BP神经网络模型，并运用Levenberg2Marquardt快速算法进行反演计算，就可以得到被测水样的COD的值。羟基自由基氧化-电化学测量法是指由电解产生的氢氧基及臭氧在反应槽中直接氧化水样，这些氧化剂的产生和消耗是连续进行的，由电解氧化剂所消耗的电流，根据法拉第定律，经校正后即可计算出水样COD值。相对的，臭氧氧化-电化学测量法既是指由臭氧或电解产生的臭氧，在反应槽内直接氧化水样中的有机物，用两对电极系统测量出氧化剂(臭氧)的消耗量，由臭氧消耗量或电解产生臭氧消耗的电量，根据法拉第定律，经校正后即可计算出水样COD值。（二）COD在线监测仪器类型比较COD在线监测仪器类型优缺点及基本参数比较见表2。表2COD在线监测设备比较COD在线监测设备比较设备类型重铬酸钾法UV法电化学法氧化还原库仑滴定光度法羟基氧化臭氧氧化测量范围30~200010~100010~50000~1000Abs/m0~10000010~10000精密度±5%±10%±5%±1%±5%±5%准确度±10%±5%~10%±5%~10%±2%±5%±5%测量周期120min＜30min15~20min0~30s1~3min3~5min灵敏度5mg/L5mg/L5mg/L1mg/L5mg/L重现性±10%±10%±10%±2%±3%±5%反应温度165℃常温常温构造复杂简单简单二次污染有无无氧化剂重铬酸钾无羟基自由基臭氧氧化能力一般无极强强适合水质氯离子浓度低，芳香族化合物少的工业废水无色透明、无悬浮、成份稳定任何水质干扰氯离子、多环类芳香族化合物等乙醇、有机酸等无线性校正不需要需要需要系统维护难易易故障率高较低较高运行成本高低较低由表一可以看出，重铬酸钾消解——库仑滴定法、重铬酸钾消解——光度测量法、UV（254nm）法；羟基自由基氧化——电化学测量法以及臭氧氧化——电化学测量法都在不同程度上针对重铬酸钾消解-氧化还原法的缺点进行了改进，可以说，这五种方法各有各的优势，也各有各的局限性，接下来本文将进行具体分析。1.重铬酸钾——库仑滴定法优点：库伦滴定法与氧化还原法相比缩短了反应时间，产生的二次污染物质少，更加简便、快速、试剂用量少并简化了标定步骤，与实验室国标法相关性非常高。缺点：未能解决氧化能力弱，干扰物质多的问题，而且由于库伦滴定法进样量少，检出上限低，加上COD本身又是一个条件性指标，这些都对取样的代表性有着严重的影响。适用水质：重铬酸钾消解——库伦滴定法更适合COD值低，污染物成份简单的污染源所在水体。2.重铬酸钾——分光光度法优点：重铬酸钾消解——分光光度法是重铬酸钾三种方法中优势最大的，这种方法测量范围广，反应时间短，二次污染少，对实时监测水质变化的要求基本可以满足，该方法是六种方法中与实验室方法测COD的检测值相关性最强的。缺点：干扰物质与传统方法一样，氧化能力相对较低。适用水质：氯离子浓度低，芳香族化合物少的工业废水3.UV法优点：和电化学法与重铬酸钾法相比，解决了重铬酸钾法反应时间长、结构复杂、干扰物多而且产生重金属二次污染的问题，其中应用UV法的COD监测仪更是以极高的精密度和准确度受到了环保行业的广泛关注，UV法反应过程极为短暂，只需不到30s的时间，可以说真正意义上的达到了实时监测水质COD情况的要求。缺点：高精密度和高准确度意味着更高的进样水质要求，UV法仪器对乙醇、有机酸、浊度以及色度很敏感，当水样中含有以上干扰物质时，UV法很难达到预期的仪器准确。又由于不同的水质成份复杂，吸收波长各不相同，必须对各污染源吸光度与COD值的相关性进行经常性的校对。适用水质：UV法适合无色透明、无悬浮、成份稳定的水质。4.电化学法优点：电化学法包括羟基自由基氧化法和臭氧氧化法，是利用强氧化剂氧化COD的方法，由于羟基自由基和臭氧的氧化能力比重铬酸钾强，所以电化学法测得的COD值更接近监测水体COD的真实值，其准确性甚至高于实验室COD检测国标法，而且电化学法测量范围广、反应时间短、不存在干扰物质。缺点：电化学COD监测仪的故障率较高；氧化能力高于实验室国标法也会带来较大的比对误差；而且与UV法一样，电化学法也需要进行经常性的线性校正，以维持实时监测的准确性。适用水质：绝大多数水质。（三）COD在线监测设备举例（投标人根据实际情况填充）重铬酸钾——氧化还原滴定法的仪器主要有：重铬酸钾——库伦滴定法的仪器主要有：重铬酸钾——光度测量法的仪器主要有：UV法的仪器主要有：羟基自由基氧化-电化学法的仪器主要有：臭氧氧化-电化学法的仪器主要有：（四）TOC监测原理近年来，研究人员一直在探究TOC与COD之间的关系，希望能通过监测TOC的值，来间接计算出水体的COD，达到缩短测定时间和快速检测溶液COD的目的。总有机碳（totalorganiccarbon，TOC）为水中有机物所含碳的总量。一般采用燃烧氧化——非分散红外法测定，对有机物的氧化比较完全，氧化率多数在90%以上，所以能完全反应有机物对水体的污染情况。国外许多国家将TOC在线自动监测仪置于工厂总排污口，随时监测废水的排污情况，有些国家已制定了TOC的排放标准。测定TOC的方法主要有直接燃烧氧化法和紫外催化氧化——非分散红外（或电导）法。自1962年采用有机物氧化分解的燃烧方法，开发了用非分散红外气体分析仪连续测定方法以来，TOC仪得到了飞跃发展。这种方法已列入许多国家的标准方法中，如TOC分析方法被日本GB和ASTM等法定采用，美国EPA9096方法规定用燃烧法-非分散红外法测定水中的TOC，本方法也列入了我国地面水和饮用水中TOC测定的国标方法。TOC的测定方法一般分为两种：一种是测定出水样中总碳（TC）和无机碳（IC）后进行差减的方法；另一种是采用前处理方法除去水样中的IC后测定TC，即为TOC的直接测定法。前一种方法适用于测定IC比TOC低的水样；后一种方法适用于测定IC含量高的水样，但是这两种方法将会有挥发性有机物的损失。燃烧氧化法又称干式氧化法，主要有680℃燃烧氧化——NDIR法，900~950℃燃烧氧化——NDIR法和900~950℃燃烧氧化——GC法。湿式氧化法主要有UV和氧化剂氧化——NDIR法，氧化剂氧化——NDIR法和UV氧化电导率法。TOC测定方法之间的比较见表3，表4和表5。表3燃烧氧化法和湿式氧化法的比较方法性能燃烧氧化法湿式氧化法氧化能力氧化能力强、几乎所有有机物都能被氧化氧化能力弱，如对颗粒物、烷基苯磺酸、腐植酸、咖啡因、海水等较难氧化检测限常用情况为几毫克每升，特殊用途可达约10微克每升常用情况为几毫克每升，特殊用途可达几微克每升前处理不需要前处理，直接由TC和IC求出TOC，无挥发性有机物质损失必须前处理，挥发性有机物有损失可操作性容易、快速、使用高温炉和催化剂较复杂、使用氧化剂、UV灯表4几种燃烧氧化法的比较方法性能900~950℃燃烧氧化法680℃燃烧氧化法氧化能力强强灵敏度ppm机，检出限为0.5ppm可进行10ppb的浓度测定干扰对海水等高盐度样品的测定有干扰可测定高盐度的水样，如海水寿命燃烧管寿命短燃烧管及催化剂寿命大幅延长可操作性容易、快速表5几种湿式氧化法的比较方法性能紫外催化氧化-NDIR法氧化剂直接氧化-NDIR法UV氧化-电导率法氧化能力氧化能力弱，有氧化选择性氧化能力弱，有氧化选择性氧化能力弱，有氧化选择性灵敏度可注入大量水样，较易提高灵敏度干扰海水可降低氧化能力，试剂对空白影响较大不能与盐共存前处理必须酸性曝气，挥发性有机物易损失可操作性使用氧化剂、酸，废液需处理可以在线测定，UV灯需要更换，不需试剂（五）TOC监测与COD监测的比较总有机碳(TOC)反映了水中全部有机物的含量，它比COD更能直接表示有机污染物的总量，是评价水中有机物污染程度的综合指标。从指示指标的测试对象方面比较，COD部分反映了水体中有机物的污染程度，TOC反映了水体中全部有机物的含量；从受干扰的程度方面比较，COD为条件性指标，受到的干扰很多，对测试人员的要求较高，TOC受到的干扰较少。TOC在线监测仪器进样前一般不需进行预处理，反应时间短，测量结果准确度高。TOC在线监测因其测试原理、方法简单，所以监测仪器稳定、可靠；因其不消耗化学药品，因而不会产生二次污染问题，也可以称之为“绿色(清洁)监测技术”，是未来实现废水中有机污染物含量在线监测的发展方向。综上所述，本文建议在对COD在线监测仪器进行选型时优先考虑电化学法仪器，或者选用TOC在线监测仪间接测定水体COD。（六）TOC在线监测设备举例常见的TOC在线分析仪器主要有美国GE公司的SieversInnovOx在线总有机碳分析仪、GE的Sievers500RL分析仪、美国哈希公司的AnatelPAT700在线/便携式分析仪、哈希的A-4000在线TOC分析仪、德国耶拿的multiN/CUVTOC分析仪、广州市怡文公司的EST-2005等。三、氨氮在线监测仪器（一）氨氮在线监测原理据不完全统计，截至2010年底，中国市场上共有30余种水质氨氮在线监测仪，全国安装量约为3000台套，其原理主要有6种，分别是：纳氏试剂分光光度法；水杨酸分光光度法；氨气敏电极法；电导法；滴定法；铵离子选择法。其中最为常见的为纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法以及氨气敏电极法的水质氨氮在线监测仪。1.纳氏试剂分光光度法该仪器的设计原理基于GB7479－87中的纳氏试剂分光光度法。该方法依据氨(NH3)与碘化汞和碘化钾的碱性溶液反应生成淡红棕色胶态化合物，在410nm～425nm有强烈吸收，根据朗伯-比尔定律可定量水样中的氨。优点：基于纳氏试剂法的水质氨氮在线监测仪，具有较高的环境适用性，可以应用在地表水、地下水和污染源的在线监测中，与实验室标准监测方法原理一致，相关性高。缺点：由于比色容易受到水样色度、浊度及金属离子的影响，在高色度、高浊度的应用环境中，则对仪器的预处理模块要求较高。同时，由于仪器所用试剂含有剧毒物质碘化汞，对操作者易造成伤害，同时易造成环境的二次污染，因此目前较多的仪器开始转为水杨酸法。适用水质：浊度、色度较低的工业废水。2.水杨酸分光光度法该类型仪器的设计原理是基于GB7481－87中的水杨酸分光光度法。在该方法中，水样中的氨氮以铵(NH4+)的形式参与反应，即在亚硝基铁氰化钾的存在下，铵与水杨酸和次氯酸离子反应生成蓝色化合物靛酚蓝，在697nm处产生强烈吸收，根据朗伯-比尔定律可定量水样中的铵的含量。优点：较低的检出限。水杨酸分光光度法的检出限比纳氏试剂法低，可以达到0.01mg/L，因此该方法的氨氮在线监测仪更适合应用于饮用水、地表水等低浓度水体的监测。与纳氏法相比，水杨酸法具有更高的精密度和准确性。缺点：由于测试所需的次氯酸盐溶液保存时间短，因此在在线应用中应重点注意试剂的有效保存问题。同样是利用分光光度法原理，没有解决浊度、色度对检测产生的影响问题。适用水质：地表水，饮用水等低浓度，低浊度，地色度的水质。3.氨气敏电极法该类型仪器设计的参考方法是美国EPA标准EPA4500－NH3D，调节水样pH值在11～12的强碱性范围内，曝气使水样中的氨氮以氨气(NH3)的形式逐出，氨气透过氨气敏电极的疏水膜引起内充液pH变化，通过电极电位的变化测定氨。优点：不受水体色度和浊度的影响，无干扰物质，无需对水样进行预处理。测量范围宽，可用于高浓度水样的测定。缺点：电极的寿命短和重现性不高是目前该类型仪器的主要问题。适用水质：高浓度工业废水。4.电导法该类型仪器在中国市场上并不多见，其采用的基本原理是吹脱－电导，即在碱性条件下，用空气将氨从水样中吹出，气流中的氨被吸收液(稀酸)吸收，引起吸收液的电导变化，电导变化值与吹出的氨量和水样中氨氮含量成正比关系。优点：试剂用量少，运行成本低，无干扰，测量结果不受浊度、色度影响。缺点：仪器研发不够成熟，灵敏度不高，市面上成熟产品较少，每次测量需消耗大量的水样，从而导致仪器维护量加大。适用水质：任何水质。5.滴定法该类型仪器的设计基于实验室GB7478－87中规定的分析方法，样品在弱碱的条件下，经加热蒸馏，释放出的氨冷却后被吸收于硼酸溶液中，再用酸标准溶液滴定馏出液中的铵，当电极电位滴定至终点时停止滴定，根据盐酸所消耗的体积，可计算出水中氨氮的含量。优点：不受浊度色度影响，与实验室方法有较强的相关性。缺点：滴定法的测量时间较长，且不适用含有挥发性胺类、尿素等可在相同条件下被蒸馏且与酸反应的物质。适用水质：由于滴定过程受其他与酸反应的物质的干扰，因此水样中氨氮含量越高，其他物质对滴定结果的干扰就越小。滴定法适用于氨氮含量高的工业废水。6.铵离子选择电极法该原理的仪器中，水样经过酸调节剂，水中的游离氨(NH3)转化铵离子(NH4+)，铵离子通过电极表面的选择性透过膜，产生电位差，通过能斯特方程计算铵离子(NH4+)浓度。优点：不产生二次污染，，不受浊度色度干扰，监测过程简单，仪器灵敏度高，检出限低。缺点：监测需在酸性条件下进行，市面仪器较少。铵离子选择电极容易受到水中Na+、K+、H+、Rb+、Li+、Cs+等一价阳离子的干扰，浓度高时可使氨氮测定结果偏高，因此通常会配备钾离子电极补偿电极和温度补偿电极。适用水质：pH值较低的水质。（二）氨氮在线监测仪器比较氨氮在线监测仪器比较见表6。表6氨氮监测仪器比较表氨氮监测仪器比较表原理纳氏试剂分光光度法水杨酸分光光度法氨气敏电极法电导法滴定法铵离子选择法检出限0.05mg/L0.01mg/L0.05mg/L0.05mg/L干扰钙、镁、铁、离子，硫化物、醛、酮、浊度、色度等浊度、色度等无无挥发性胺类、尿素等Na+、K+、H+、

Rb+、Li+、Cs+等适用水质浊度色度低的水质低浓度水样高浓度水样任何水质氨氮含量较高水样PH值较低水样预处理需要需要不需要不需要不需要不需要缺点试剂毒性大次氯酸盐保存时间短电机寿命短，重现性不高成熟产品少测定时间长需在酸性条件下进行，市面仪器较少重复性0.43%0.82%0.50%1.26%3.11%0.39%零点漂移0.06%0.00%0.09%0.15%0.15%0.02%量程漂移0.74%1.52%0.79%0.47%1.46%0.83%准确度±5%±1~3%±2~5%±2~5%±5%±0.5%精密度±3~5%±1~3%5%±1~5%常见的纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法以及氨气敏电极法的仪器在实际水样测试中具有较好的比对结果，适合于各种水样的在线测试；铵离子选择电极法的仪器由于易受到水样中一价阳离子的干扰，最终比对结果不好，超出国家标准规定的10%的误差，不适合于应用在在线环境监测中；电导法和滴定法的仪器在测试过程中存在不稳定的状况，测定结果可靠性不稳定。针对不同的水质情况，在水质氨氮在线监测仪的选型上应考虑方法原理的适用性。不同的测量原理，其适应水质情况不同，只要选择得当，扬长避短，即可得到理想的效果，与实验室取得较好的一致性。对于色度浊度较高的水体，应优先选择氨气敏电极的仪器设备，以减少色度浊度的影响；对于较为清澈、氨氮含量较低的水体，可选择水杨酸法的仪器设备，具有更高的灵敏性。第三节设备安装方案一、系统描述水源地水质自动监测系统的建立，可以获得24小时连续的在线监测数据，并实时将监测数据通过无线网进入水环境监测中心，实现中心对自动监测中心的远程监控，以有利于全面、科学、真实地反映该水质情况，为XX地区水源地对水质实时监控提供水质监督手段。水源地水质自动监测系统主要有采样单元、配水单元、监测单元、控制单元和数据传输单元组成。主要安装内容包括：浮球和水泵投放固定、采样管路敷设、系统机柜安装、设备安装、电气线路连接。此次安装环境分两种，一种是靠近水源地的空旷地带，采用室外机柜，前期需要浇筑水泥底座；另一种是安装在站房里，采用室内机柜。安装方式基本相同，根据各个现场条件做细微变动。二、安装条件项目中6个水源地。6个点均实现了市电接入、移动网络信号覆盖、交通道路畅通、防盗防破坏等基本条件，室外机柜底座浇筑已完成，系统设备已运抵现场，现场环境适宜。三、人员、设备、机具、材料浮球和水泵投放固定需要2人，采样管路敷设需要4人，系统机柜安装需要4人、设备安装需要2人、电气线路连接需要2人。安装人员必须具有丰富的安装经验。机柜安装需要的机具、材料：冲击钻，膨胀螺栓，螺丝刀，活动扳手，水平尺，万用表等四、施工步骤五、作业要点（一）安装前的工作货物开箱，根据货物清单，清点货物，检查货物情况，包括货物外观、合格证、标识、随机资料、附件等，有缺货、货物损坏及时记录并报告。检查现场情况是否符合安装条件，包括基座浇筑是否完成且基座面是否平整，预埋件是否正确，浮球投放和管路敷设时现场水文情况良好，机具、材料是否准备齐全、到位。（二）管路敷设确定管路敷设方式，可根据现场条件分别采用钢丝软管+采样管或钢管+采样管的方式，如果现场是不规则的土坡岸，采用采样管外套钢丝软管的方式，如果现场是规则的水泥坡面，则采用采样管外套镀锌钢管的方式。1.套管，将2根采样管和2根电缆线套进钢丝软管。2.挖沟，在土坡上挖沟，深度在左右，将钢丝管埋进沟里，如果是陡峭的土坡，还必须先固定钢丝管再，埋管。注意两端应预留相应长度采样管和电线。（三）浮球固定与投放1.材料准备，浮球、水泵，锚，钢丝绳、丝扣、水泵接头和工具等。2.水泵固定，将水泵固定在浮球上，水泵表面光滑，固定时截一段采样管套在其表面，然后用M6*30内六角螺丝固定。3.接管，将水泵接头用活动扳手安装到水泵出水口，套上采样管（采样管切口要平整），另一根采样管备用，绑在浮球支架上。（四）机柜安装1.基座面检查，基座面平整，基座面积略大于机柜底面积，基座周围一米内无其他障碍物，以免影响机柜开关门。2.机柜定位，将机柜底座拜倒基座面上，使其处于基座中心，定位、划线，需要打孔的地方做好标记。3.底座固定，用冲击钻打孔，装上M16*20的膨胀螺栓，放上底座，固定好膨胀螺栓。4.机柜固定，将机柜放置底座上，用M16*20的螺栓固定在底座上，机柜之间用M8*10的内六角螺丝固定，机柜固定好后，装上上盖，用M8*10的内六角螺丝固定。（五）设备安装1.留样器安装，如果是室外柜留样器直接放进留样器柜即可，如果是室内柜，留样器底部的轮子必须卡进卡槽里。2.全光谱分析仪，控制器用M8*10的螺丝安装上机柜面板，探头先套进卡套和流通池，卡套装在机柜支架上，探头用M8*10的螺丝紧固。3.多参数分析仪，控制器用M8*10的螺丝安装上机柜面板，探头装进电极桶，探头装进电极桶之前，要取下保护套，换上保护罩，用M8*10的螺丝紧固与电极桶安装槽里，深入深度占探头高度一半即可，注意多参数探头的外壳是塑料材质，紧固是不要用力太大，损坏外壳。4.接管，配水管路在工厂基本接好，现场主要接排水管和进水管，排水管用DN32PVC管，再转至DN40的排水管里。进水管用DN20PVC管，涂上胶水插入采水管，外面用卡箍紧固，另一端装活动接头。（六）电气线路连接1.电源线，首先将各设备电源线和信号线做好标记或套上线号。2.将信号线和电源线分别引至电气板接线端子区，根据电气图纸依次进行接线。注意：接完后要检查是否接好，防止接触不良。（七）安装后的工作1.安装完成后，不要贸然通电，先要仔细对照电器图纸检查接线是否正确，串口是否对应。2.保持机柜内的清洁、美观，不能有电线屑在电气板里，防止通电短路或漏电。3.打扫现场卫生，整理工具。六、安全技术与环境保护（一）环境保护管理规定保护和改善施工现场的生活环境和生态环境，防止由于施工造成作业污染，保障工地附近居民和施工人民的身体健康，做好施工现场的环境保护工作。这是国家法律的规定，也是我公司的行为准则，是文明施工的具体体现，也是施工现场管理达标考评的一项重要指标，采取现代化的管理措施，全员参与，共同努力做好这项工作。成立安全文明施工环境保护工作小组，由项目负责任组长，各有关专职工作人员参加，按照“谁主管、认负责”的原则，在组织施工生产的同时必须组织实施环境保护，严格控制“三废”排放。设立工地职业卫生监测员，配备尘、噪的监测力量，为防治工作提供数据资料，做好全工地的监测工作。（二）施工现场环境保护的基本内容原始生态保护；防止大气污染；防治施工扬尘；生活的烟尘排放；生活污水排放；防止施工噪声污染；人为的施工噪声防治；垃圾的清理。严格遵守国家环境保护法律、法令，在合同规定施工区外的生态环境绿色植物、树木等，尽量维护原状，尽力保护施工区内林木、植被，同时注意保护地下文物。施工道路要定期清扫、洒水，以减少尘土飞扬。运输回填料时，装车不宜过量，以免逸出沿路散落。禁止随意焚烧油毡、橡胶、塑料、皮革等会产生有毒烟尘和恶直气体的物质。工地厕所要有便槽，可就地掩埋。油料的保管和使用，要防止跑、冒、滴、漏，污染道路、场所、水源。生活废水的排放要均匀的洒向地面，用于降尘。禁止将有毒有害废弃物作土石方回填。运输装卸机械要严格控制尾气排放标准。严格控制噪声源。选用低噪音设备和工艺，安装消声器等，在传播途径上采取吸声，隔声、阻声等。进行强躁声作业时，应严格控制作业时间。施工现场环境气体、噪声的跟踪监测，实行专人监测、专人管理。生活垃圾按要求，定点设立临时垃圾堆放处（箱），定时清扫运至指定地点掩埋或焚烧处理，严禁随意凌空抛散。生产废油设废油收集沟、筒等。（三）环境保护的定期检查施工现场环境保护的每日自检，由班组长、施工员、安全员进行上下午2次全面自检，凡违犯施工现场环境保护规定的要及时指出并整改，由施工员在当天的施工日记上做出自检记录。项目部定期月检，每月由项目负责带领安全员、班组长、班组安全员对施工作业面进行定期月检，按施工现场环境保护规定，填写检查记录，作为工地“安全文明工区”考评依据。在检查中，对不符合环保要求的采取“三定”原则（定人、定时、定措施）予以整改，落实后及时做好复检复查工作。环境保护工作小组，应结合每月的生产计划、检查、安排、总结、评比时，同时落实环境保护工作，发现问题必须制定措施进行整改。（四）工程项目文明施工管理规定工程项目文明施工总的原则